目次



前書き



第１章 ＬＥＤ照明

１．１ ＬＥＤとは

１．２ ＬＥＤの電気的特性

１．３ 光学的特性

１．４ 放熱設計

１．５ 駆動回路設計

１．６ 現状と課題



第２章 有機ＥＬ照明

２．１ 有機ＥＬとは

２．２ 有機ＥＬの特性

２．３ 製造技術

２．４ 高性能化を目指す



第３章 照明設計のポイント［従来光源をベースとして］

３．１ 長寿命化と省エネ

３．２ 軽薄短小化

３．３ 高機能化

３．４ 安全性設計

３．５ ノイズ対策

３．６ インバータに用いる電子部品の知識





索 引

最近まで毎月１億個も国内生産されてきた白熱灯の寿命が尽きかけています。１９９７年に開催された国連の気候枠組み条約加盟国による第３回国際会議以降、効率の高い光源への置き換えが進みました。かつて時流を鑑み、２００４年７月の拙著「省エネ照明用インバータ電源入門」（日刊工業新聞社）において各種光源の電子化を解説しましたが、ここには有機ＥＬの記述はなく、成長著しいＬＥＤでさえ１０ページを占めるに過ぎませんでした。このように、照明は急激に変化しているのです。

完全に固体化された光源として以前から、大面積の無機ＥＬと点光源のＬＥＤが存在しましたが、１９９０年代初頭まではＬＥＤが照明用光源になることを予想した人は皆無でした。表示用ランプとしてスタートしたＬＥＤは、交通信号機や車載ハイマウント・ストップランプなど実績を積み重ねてきました。蛍光材料と組み合わせた白色ＬＥＤの出現以来、一般照明分野にも広がり、近年の著しい特性改善によって蛍光灯と肩を並べつつあります。

有機ＥＬは近年の技術革新により、ようやく製品化にたどり着いた段階です。製品ライフサイクルから衰退期の白熱灯、成熟期の蛍光灯、成長期のＬＥＤに対し有機ＥＬは導入期です。行政が次世代の新技術として研究開発を強力にバックアップする有機ＥＬは、ＬＥＤと共に新たな照明を担う光源です。

しかしながら、ＬＥＤおよび有機ＥＬが半導体素子であることは十分には理解されていないようです。一般に半導体素子は消耗箇所がないので寿命が極めて長い特徴があります。しかし、定格をオーバーすると簡単に壊れてしまいます。従来光源が瞬時には壊れないことと大きく異なります。微小光源のＬＥＤだけでなく、表面積の大きい有機ＥＬでも蛍光灯ほどに発熱します。放熱の重要性を照明器具設計者は認識する必要があります。同時に素子技術者は照明器具設計者の従来からの常識を踏まえ、理解しやすいデータシートを整えるべきです。

本書は第１章で半導体素子ＬＥＤの照明用光源としての位置付けを確認し、電気的特性および光学的特性をデータシートから読み解きます。照明器具の使用状態を踏まえ、放熱設計を若干の演習を加えて説明します。ＬＥＤに適した駆動方式を詳細に説明し、アクティブ高調波フィルタを具えた定電流電源など実際の回路例を紹介します。

第２章で有機ＥＬを競合する蛍光灯やＬＥＤと比較します。素子開発の華々しさに、応用技術は追いつかず、駆動方式や放熱の必要性すら曖昧な状況です。有機ＥＬ素子の将来性は製造設備の精度および使用する材料の純度に左右されます。シリコン半導体およびＬＥＤと多くの点で共通する有機ＥＬの製造技術を簡単に述べます。

第３章で従来光源の熱陰極形蛍光灯を中心に、これまでの省エネ、高性能化の取り組みを説明します。蛍光灯点灯装置は１９９０年代のバブル期を経て急速にエレクトロニクス化され、５０ｋＨｚ程度の高周波で点灯するインバータへの置き換えが本格化しました。従来光源の現状および電解コンデンサの消耗が原因で寿命が短いなどインバータの弱点を理解し、次世代を担う照明用光源のＬＥＤおよび有機ＥＬが市場に、しっかり根を張るためのヒントとして活用していただければ幸いです。

資料および図面の引用に関し、照明学会他、諸団体、照明関連メーカー各社に御賛同していただきました。また、有機ＥＬに関し経験の乏しい筆者に対し、東北デバイス社マーケティング担当主管山根英巳氏には多くを御教示いただきました。前著「省エネ照明用インバータ電源入門」に引き続き、書籍編集部鈴木徹氏の御尽力により本書は仕上がりました。皆様に心から感謝しております。



２０１０年２月

山崎 浩